авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


На правах рукописи

МАМОНТОВ Виктор Андреевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ СУДОВЫХ ГЛАВНЫХ ПЕРЕДАЧ

ПРИ РЕМОНТЕ

Специальность: 05.08.04 – Технология судостроения, судоремонта

и организация судостроительного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Астрахань – 2012 2

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет»

доктор технических наук, профессор

Научный консультант:

Черненко В.И.

доктор технических наук, старший научный

Официальные оппоненты:

сотрудник Лысенков П.М. ЗАО «Производственное объединение «Сигма», СанктПетербург.

доктор технических наук, профессор Матвеев Ю.И. ФБОУ ВПО «Волжская государственная академия водного транспорта», Нижний Новгород.

доктор технических наук, профессор Цветков Ю.Н. ФБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный университет водных коммуникаций».

ОАО «Центр технологии судостроения и

Ведущая организация:

судоремонта», Санкт-Петербург.

Защита диссертации состоится «27» декабря 2012 г. в 10:00 час. на заседании диссертационного совета Д 307.001.07 при Астраханском государственном техническом университете по адресу: 414 025, г. Астрахань, ул. Татищева 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АГТУ.

Автореферат разослан «_» _ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент А.В. Кораблин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Модернизация экономики является одной из стратегических задач перспективного развития нашей страны. Модернизация предполагает инновационный путь развития всего промышленного производства на основе широкого и эффективного использования передовых отечественных и зарубежных технологий, а также внедрения результатов научных исследований для повышения его технико-технологического уровня.

Это в полной мере относится и к судоремонтному производству. За последние 15...20 лет морской торговый, рыболовный и речной флот практически не пополнялся судами, поэтому их значительная часть, находящаяся в эксплуатации, в настоящее время имеет возраст около 20...25 лет и более. А современные темпы замены флота не могут компенсировать фактическое старение судов и их списание.

В этих условиях для выполнения флотом своих задач необходимо изыскивать более совершенные формы технической эксплуатации и прежде всего повышения качества и эффективности ремонта судовых технических средств.

Известно, что около 14% аварий судов происходит из-за некачественного ремонта технических средств. Утраченные функциональные параметры восстанавливаются при капитальном ремонте только на 60...70% от исходного значения, причем затраты на ремонт сравнимы со стоимостью нового оборудования, а то и превосходят ее.

Пути решения этих проблем нашли отражение в стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2020 года и на дальнейшую перспективу и поставили их в ряд приоритетных общенациональных и народохозяйственных задач современного этапа экономического развития нашей страны.

Объектами исследования в диссертационной работе являются зубчатые колеса и судовые валы главных передач, представляющие собой ответственные элементы судовых энергетических установок. В процессе эксплуатации они приобретают различные дефекты и повреждения, многие из которых служат основанием для прекращения их технического использования и постановки судна в ремонт. Существующие в судоремонте технологии их восстановления трудоемки, весьма затратны, имеют высокую сравнительную долю ручного труда, требуют применения точного технологического оборудования и оснастки, высокой квалификации персонала и не всегда обеспечивают необходимое качество ремонта, надежности и долговечности.

Поэтому исследования, направленные на разработку высокоэффективных технологий восстановления, обеспечивающих снижение затрат на ремонт, сроков ремонта, повышение качества и надежности отремонтированных технических средств, являются актуальными.

Цель работы – повышение эффективности технической эксплуатации флота путем исследования, разработки, научного обоснования и использования в судоремонтном производстве инновационных технологий, обеспечивающих снижение продолжительности, затрат и стоимости ремонта зубчатых колес и валов судовых главных передач (СГП) при сохранении заданных показателей их надежности.

Цель достигнута решением следующих задач:

исследование и обоснование норм шероховатости переходных поверхностей зубьев колес СГП для повышения их ремонтопригодности;

исследование и разработка технологии восстановления судовых валов термомеханической правкой с учетом явления ползучести;

разработка и обоснование методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами;

обоснование способа продления долговечности судовых валов в эксплуатации;

разработка и обоснование технологии восстановления работоспособности валов с трещинами при ремонте;



разработка рекомендаций по использованию новых, полученных в данном исследовании, технологий.

Методы решения задач исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. При исследовании влияния шероховатости переходных поверхностей колес СГП на изгибную выносливость зубьев использованы статистическая теория подобия усталостного разрушения, физико-технологическая теория неровностей технической поверхности, теория суперпозиций эффекта размерного формообразования технических поверхностей, положения классической теории упругости, а также метод конечных элементов, методы планирования эксперимента, методы проведения усталостных испытаний, в т. ч. метод «лестницы», методы статистической обработки результатов экспериментальных исследований.

При исследовании и разработке технологии правки судовых валов были применены теория ползучести и релаксации напряжений и методы микроструктурного анализа металлов.

Методика прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами, а также исследования по разработке технологии восстановления их работоспособности базируются на основных положениях механики разрушения и теории нераспространяющихся усталостных трещин.

Эксперименты выполнены в лаборатории Астраханского государственного технического университета и на судоремонтных заводах в реальных условиях производства.

Новые научные результаты:

1. Разработаны научные основы совершенствования технологии ремонта зубчатых колес и валов судовых главных передач.

2. Установлены закономерности и количественные оценки влияния шероховатости поверхностей, упрочняемых цементацией, азотированием и поверхностной закалкой нагревом токами высокой частоты (ТВЧ), на циклическую прочность зубьев колес и других деталей ответственного назначения из высокопрочных марок сталей.

3. Разработана математическая модель термомеханической правки, позволяющая определить величину выправления вала при ремонте с использованием процесса ползучести.

4. Разработана методика прогнозирования остаточной долговечности судовых валов с трещинами в эксплуатации.

5. Теоретически обоснована и экспериментально исследована технология остановки роста трещин на судовых валах с помощью поверхностного пластического деформирования (ППД).

Практическая ценность. Диссертационная работа направлена на повышение эффективности технической эксплуатации флота путем исследования, разработки, научного обоснования и использования при ремонте инновационных технологий. Результаты работы позволяют:

установить научно обоснованные нормы шероховатости переходных поверхностей зубьев, упрочняемых цементацией, азотированием и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, колес СГП, тем самым совершенствовать технологический процесс ремонта, повысить их технологичность и ремонтопригодность;

использовать результаты исследования в расчетах при проектировании зубчатых колес СГП новых конструкций;

использовать результаты исследований при разработке технических условий на ремонт зубчатых колес и различных деталей ответственного назначения, упрочняемых указанными методами;

разработать технологию правки судовых валов с учетом процесса ползучести, позволяющую восстанавливать валы с большими величинами прогибов, не снижающей циклической прочности и обеспечивающей стабильность формы вала;

продлить долговечность судовых валов с трещинами, обеспечивая увеличение срока эксплуатации судна и сокращение вынужденных простоев на подготовку к ремонту;

разработать и научно обосновать технологию восстановления работоспособности судовых валов с трещинами при их ремонте.

Реализация результатов работы. Результаты исследований по обоснованию норм шероховатости переходных поверхностей зубьев, упрочняемых цементацией, азотированием и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, внедрены в технологическом процессе изготовления колес судовых главных турбозубчатых агрегатов в ПО «Калужский турбинный завод» (г. Калуга), а также в технологическом процессе ремонта судовых дизель-редукторных агрегатов на судоремонтном предприятии СевероКаспийского морского пароходства (г. Астрахань) и в Федеральном государственном унитарном предприятии «Каспгипрорыбфлот» (г. Астрахань). Эти результаты могут быть использованы в расчете зубчатых колес на выносливость при изгибе по ГОСТ 21354-87; в расчетах деталей, подвергаемых поверхностному упрочнению, по ГОСТ 25504-82 «Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости».

Разработанная технология правки судовых валов с учетом ползучести использована на ЗАО «Судостроительно-судоремонтный завод им. Ленина» (г. Астрахань) при ремонте валопроводов и баллеров рулей.

Методика прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами принята к сведению Астраханским филиалом Российского морского Регистра судоходства. Результаты исследования и технология восстановления работоспособности судовых валов с трещинами приняты к внедрению в ОАО «Судоремонтный завод Слип» (г. Астрахань).

Научно-методические материалы диссертационной работы использованы в исследовательских работах кафедр судостроения и энергетических комплексов морской техники и технологии металлов Астраханского государственного технического университета, в пяти защищенных диссертационных работах, выполненных под руководством соискателя, в лекционных курсах, в курсовых и дипломных проектах в процессе подготовки морских инженеров, бакалавров и магистров.

Апробация работы. Основные научные положения и результаты диссертационной работы были доложены на научно-технических конференциях Ленинградского кораблестроительного института (1981–1986 гг.); технических совещаниях ОГТ и СКБ в ПО «Калужский турбинный завод» (г. Калуга, 1983 г.), на научно-техническом совещании в ЦНИИ имени акад. А.Н. Крылова (г. Ленинград. 1983 г.); на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ (г.

Астрахань, 1983–2012 гг.); научно-техническом семинаре «Актуальные проблемы судовой энергетики в АГТУ» (г. Астрахань, 2000 – 2004 гг.); международной научной конференции «Динамика и прочность исполнительных механизмов и машин» (г. Астрахань, 2002 и 2004 гг.); международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию АГТУ (г. Астрахань, 2000 г.); заседаниях Ученого Совета Каспийского филиала Дагестанского гос. университета (г. Каспийск, 2004 и 2005 гг.); на международной научной конференции, посвященной 75-летию основания АГТУ (г. Астрахань, 2005 г.); на третьем международном симпозиуме по транспортной триботехнике (Санкт-Петербургский гос. политехнический университет, 2005 г.); на 9-й международной практической конференции по технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки (Санкт-Петербургский гос. политехнический университет, 2007 г.); всероссийской научной конференции «V сессия научного совета РАН по механике деформируемого твердого тела» (г. Астрахань, 2011 г.); X-м всероссийском съезде по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики (г. Нижний Новгород, 2011 г.); 14-й международной научно-практической конференции по технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта (Санкт-Петербургский гос. политехнический университет, 2012 г.).

Работа соответствует программе возрождения торгового флота России, программе поддержки возрождения Российского торгового флота на Каспии, а также стратегии развития судостроительной промышленности на период до 2020 г. и на дальнейшую перспективу и выполнялась по планам госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ Астраханского государственного технического университета.

Публикации. Основные результаты выполненных исследований по теме диссертационной работы отражены в 54 публикациях, из них в автореферате приведены 42.

Структура и объем работы. Диссертация представлена в форме рукописи в двух томах. Первый том состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников из 233 наименований и изложен на 338 страницах, включая 118 рисунков и 29 таблиц. Во втором томе представлены введение и 5 приложений к диссертационной работе, изложенные на 135 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены современные проблемы судоремонтного производства и выполнен анализ технико-экономической эффективности восстановления судовых технических средств при ремонте; проанализированы показатели, определяющие надежность технических средств при восстановлении и ремонте; рассмотрены принципы восстановления и обоснована актуальность восстановления зубчатых колес и судовых валов главных передач; на основе анализа сформулированы цель и задачи настоящего исследования.

Вторая глава посвящена исследованию и обоснованию норм шероховатости переходных поверхностей зубчатых колес судовых главных передач.

Главные передачи являются составной частью судовых турбозубчатых и дизельредукторных агрегатов. К ним предъявляются высокие требования по надежности и долговечности.

Современные зубчатые колеса СГП работают в тяжелых эксплуатационных условиях. Окружные скорости в зацеплении достигают 100...150 м/с, а контактные напряжения – 500...600 МПа. При этом зубчатые передачи передают вращающие моменты до нескольких тысяч килоньютонометров, а передаваемые мощности достигают десятков тысяч киловатт. В зависимости от назначения зубчатые колеса выполняются по 3, 4 и 5 степеням точности. Зубчатые передачи главных турбозубчатых агрегатов проектируются с неограниченным сроком службы и высокими требованиями по бесшумности и безвибрационности.

Зубчатые колеса СГП сочетают большие габариты, сложный профиль зубьев и высокую точность по нормам кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев в передаче, а также высокие требования по шероховатости поверхности зубьев.

Делительный диаметр может достигать 4000 мм и более с шириной зубчатого венца или полушеврона в пределах 500...600 мм.

Для азотируемых колес применяют хромоникелемолибденовые стали марки 30ХН2МФА, 30Х2Н2МФА, 36ХН1МФА, 38ХН3МФА, 38ХНМФА и др. Для цементируемых колес используют хромоникелевые и хромоникельмолибденовые стали типа 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20ХН2МА, 20ХН3А, 18Х2Н4МА и др. Для колес, упрочняемых поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, нашли применение высокопрочные хромистые и хромоникелевые стали 40Х, 45Х, 40ХН, 45ХН, 50ХН и им подобных.

Известно, что наиболее распространенными видами повреждения зубьев являются усталостные контактные разрушения эвольвентного профиля (питтинг) и усталостная поломка зуба – один из наиболее опасных видов разрушения. Как правило, поломка зуба у современных СГП выводит зубчатые колеса из строя и фактически является аварией всего турбозубчатого и дизель-редукторного агрегатов. В этом случае зубчатые колеса подвергают ремонту на специализированных судоремонтных предприятиях по специальной технологии. Применение традиционных методов производства и ремонта зубчатых колес не может обеспечить высоких технических требований к СГП. При изготовлении колес используют прецизионные токарные, карусельно-шлифовальные и зуборезные станки с установкой их на виброизолирующем фундаменте в специальных помещениях с термоконстантными условиями. Зубообработка производится прецизионными фрезами, отличающимися от обычных увеличенным диаметром, увеличенной длиной режущей части и повышенным числом режущих кромок. Длительность нарезания крупных колес составляет 5...7 суток непрерывной работы станка. Для обеспечения высокой степени точности зубьев азотируемые колеса подвергаются селективному шевингованию, цементируемые и упрочняемые поверхностной закалкой нагревом ТВЧ – шлифованию.

Для повышения изгибной выносливости переходные поверхности (выкружки) и впадины зубьев, не участвующие в зацеплении, перед проведением цементации, азотирования или поверхностной закалки нагревом ТВЧ подвергают полированию абразивной лентой вручную с помощью пневмотурбинок до исчезновения продольных рисок, обеспечивая заданные техническими условиями нормы шероховатости Rz 3,2…4,0 и в дальнейшем не обрабатываются. Трудоемкость ручной операции полирования составляет 10...15 % общей трудоемкости изготовления комплекта колес.

Для повышения контактной и изгибной выносливости зубья колес подвергают азотированию, цементации или поверхностной закалке нагревом ТВЧ, в зависимости от материала зубчатых колес, причем азотирование является окончательной операцией технологического процесса. Цементированные колеса подвергают объемной закалке с низким отпуском, а упрочненные поверхностной закалкой нагревом ТВЧ – низкому отпуску. После термических операций боковые эвольвентные профили зубьев шлифуются при обильном охлаждении, причем касание шлифовальным кругом переходных поверхностей и впадин не допускается. Зубошлифование устраняет погрешности формы и размеров колес, вызванных цементацией и закалкой. В дальнейшем эвольвентный профиль и переходные поверхности зубьев дополнительно упрочняются гидродробеструйной обработкой стальными шариками.

Назначение высоких норм шероховатости переходных поверхностей объясняется стремлением уменьшить концентрацию напряжений в корне зуба от микронеровностей. Отсутствие в литературе устоявшихся сведений о влиянии шероховатости на характеристики изгибной выносливости зубьев, а также других деталей, упрочняемых азотированием, цементацией и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ не может служить страховкой конструкторов от возможных ошибок.

Известно, что продольные риски на переходных поверхностях, образующиеся в процессе зубонарезания, влияют на изгибную выносливость, снижая ее. Однако влияние рисок и других поверхностных дефектов на выносливость проявляется неодинаково и зависит от высоты микронеровностей, материала деталей, наличия упрочняющей обработки и ее вида, схемы нагружения и других факторов.

О влиянии шероховатости переходных поверхностей под упрочнение азотированием, цементацией и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ на выносливость зубьев в литературе нет единого мнения. Наряду с данными о существенном влиянии на выносливость имеются сведения о том, что поверхностная упрочняющая обработка устраняет отрицательное влияние следов механической обработки и дефектов поверхности в виде царапин, мелких надрезов и рисок на изгибную выносливость деталей в связи с особенностью зарождения усталостных трещин. Очаг зарождения трещины в этом случае смещается в подслойную зону на границу упрочненного слоя и сердцевины. Поэтому микронеровности поверхности перестают оказывать какое-либо влияние на выносливость.

С учетом приведенных особенностей усталостного разрушения поверхностно упрочняемых деталей требование Rz 3,2…4,0 мкм к шероховатости переходных поверхностей зубьев под упрочнение колес цементацией, азотированием и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ представляется недостаточно обоснованным.





Большой вклад в изучение вопросов выносливости деталей машин, в то числе зубчатых колес внесли С.В. Серенсен, В.Н. Когаев, Р.М. Шнейдерович, В.И. Кудрявцев, В.Н. Кудрявцев, Н.И. Колчин, Н.В. Олейник, В.Г. Гинзбург, Р.М. Пратусевич, Р.Р.

Гальпер, Ю.А. Державец, H. Rettig и др.

Проблемам исследования и совершенствования методов цементации посвящены работы А.Д. Ассонова, М.Е. Блантера, Ю.М. Лахтина, А.И. Минкевича, И.Е. Конторовича, И.С. Козловского, В.С. Сагарадзе и других.

Существенный вклад в разработку, исследование и внедрение в производство методов поверхностной закалки внесли работы В.П. Вологдина, Н.В. Зимина, А.И.

Гардина, К.З. Шепеляковского, В.И. Богданова, Н.В. Беляева и других.

Вопросам разработки и совершенствования прогрессивных методов азотирования посвящены работы А.А. Юргенсона, Ю.М. Лахтина, И.Е. Конторовича, А.Н. Минкевича и других.

Вопросы изучения природы возникновения микронеровностей, исследование влияния технологических способов и режимов резания на образование шероховатости, анализ микрорельефа поверхности после механической обработки нашли отражение в работах П.Е. Дьяченко, Э.В. Рыжова, Ю.Г. Шнейдера, М.О. Якобсона, А.А.Маталина, А.И. Исаева, И.В. Дунина-Барковского, Ю.Р. Витенберга, А.П. Хусу, Б.Д. Грозина и других.

На основе анализа с учетом противоречивости приведенных результатов определены задачи исследования влияния шероховатости переходных поверхностей колес, упрочняемых цементацией, азотированием и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, на изгибную выносливость их зубьев.

Методологической основой исследования является физико-технологическая теория неровностей поверхности, изложенная в трудах проф. И.В. ДунинаБарковского. Она связывает технологическое происхождение неровностей поверхности с физическими свойствами, определяющими эксплуатационное качество деталей, и включает теорему суперпозиции, теорему о размерных параметрах и теорему о системе размерных и физико-механических параметрах технической поверхности, которые положены в основу моделирования шероховатости переходных поверхностей на круглых образцах и опытных зубчатых колесах и разработки технологии их изготовления, а также обоснования условий проведения усталостных испытаний и оценки влияния шероховатости поверхности деталей, упрочняемых азотированием, цементацией и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, на характеристики изгибной выносливости.

Зубья солнечных колес и эпициклов СГП при работе нагружены односторонней нагрузкой, изменяющейся по пульсирующему циклу, зубья сателлитов – двусторонней циклической нагрузкой, изменяющейся по симметричному циклу. В связи с этим влияние шероховатости переходных поверхностей на изгибную выносливость зубьев было исследовано на опытных колесах модуля 6 мм при пульсирующей нагрузке и на круглых образцах с выточкой при симметричном цикле консольным изгибом путем проведения сравнительных усталостных испытаний.

Для переноса результатов испытаний круглых образцов на натурные зубья колес использована методика моделирования напряженного состояния в корне зуба на круглых образцах, предложенная проф. В.П. Когаевым. Она основана на статистической теории подобия усталостного разрушения деталей, согласно которой функции распределения долговечности и предельных напряжений для образцов разных диаметров при переменном изгибе совпадают в случае постоянного отношения диаметра образца к максимальному относительному градиенту напряжений.

Основным условием подобия усталостного разрушения при использовании критерия разрушения в виде амплитуды наибольших напряжений может служить уравнение:

где: max n – максимальное напряжение в зоне концентрации; L G – критерий подобия усталостного разрушения; n – номинальное напряжение; А и В – постоянные материала; – теоретический коэффициент концентрации напряжений;

L – часть периметра опасного поперечного сечения, в точках которого действуют максимальные напряжения, пропорциональные характерному размеру сечения;

G – относительный максимальный градиент напряжений в зоне концентраций, определяется по формуле Г. Нейбера: G d ; где: – радиус выточки; d – диаметр образца; Z P – квантиль нормального распределения, соответствующая вероятности Р, %; S – среднеквадратичное отклонение величины x lg( max u) ;

u – нижняя граница предела выносливости, P( max u) 0.

Моделирование состоит в выполнении равенства критериев подобия усталостLобразца Lзуба ного разрушения у круглого образца и реального зуба:. Задача своG образца G зуба дится к определению относительного градиента первого главного напряжения в корне Определение изгибных напряжений в корне зуба натурных колес проведено методом конечных элементов путем решения плоской задачи теории упругости для сечений, нормальных срединной плоскости зуба (рис. 1) по программам FEMAP и NASTRAN.

Относительные градиенты напряжений опредеРис. 1 Расчетная схема зуба лены от точки на переходной поверхности зуба, где действуют максимальные изгибные напряжения, в направлении тела зуба, нормальном этой поверхности.

В настоящем исследовании, имеющем сравнительный характер, использованы образцы с полукруглыми выточками (рис. 2 а, б).

Размеры выточек определены расчетом на основе данных, полученных методом конечных элементов. Образцы, моделирующие зубья колес модулей 3, 8 и 10 мм, имеют диаметры опасного сечения: 7,5; 10 и 20 мм, радиусы выточек – 10; 18 и 28 мм, причем теоретические коэффициенты концентрации напряжений от геометрической формы составляют =1,1; =1,2; =1,3 соответственно.

В качестве опытных колес приняты колеса модуля 6 мм, близкого к натурным зубчатым колесам (рис. 2в).

а) – образцы диаметра 10 мм; б) – образцы диаметра 20 мм; в) – колесо модулем 6 мм Азотируемые образцы и опытные колеса изготовлены из стали 36Х2Н2МФА, цементируемые образцы и колеса – из стали 12ХН3А, а упрочняемые поверхностной закалкой нагревом ТВЧ – из стали 40ХН. Химический состав сталей соответствует ГОСТ 4543-71, механические свойства стали 36Х2Н2МФА – категории прочности КТ75, стали 12ХН3А – КТ70, стали 40ХН – КТ75 по ГОСТ 8479-70. Измерение, оценка и анализ шероховатости поверхностей в исследовании проводился по параметру Rz как физически обоснованному и метрологически обеспеченному.

Влияние шероховатости переходных поверхностей азотируемых колес на циклическую прочность изучалось при дискретном изменении шероховатости в диапазоне Rz 3,2; 10; 40 и 160 мкм, цементируемых и поверхностно – закаливаемых нагревом ТВЧ – в диапазоне Rz 0,4; 4; 40; 130 и 250 мкм. Верхний уровень (Rz 3,2 и Rz 4,0 мкм) взят с учетом требований, предъявляемых к шероховатости переходных поверхностей колес СГП, нижний – таким, чтобы заведомо повлиял на циклическую прочность.

При механической обработке образцов для получения шероховатости Rz 10; и 160 мкм на выточках использовано планирование эксперимента, которое позволило найти оптимальные режимы резания и определить математическую зависимость:

где: y – высота микронеровностей по параметру Rz;

x1 – скорость резания (м/мин); x2 – подача (мм/об); x3 – глубина резания (мм).

Глубина упрочнения, а также твердость поверхности при азотировании, цементации и поверхностной закалке нагревом ТВЧ соответствует оптимальным значениям с точки зрения обеспечения максимальной выносливости.

Оценка необходимого количества образцов для исследований проведена на основе статистических методов с учетом заданной точности и надежности средних значений и среднеквадратических отклонений пределов выносливости.

Усталостные испытания образцов проведены на установках типа ЛКИ-2Р круговым изгибом с постоянными амплитудными значениями напряжений при гармонической форме цикла на базе: азотированные образцы – 2 107 циклов, цементированные и упрочненные поверхностной закалкой нагревом ТВЧ – 1 107 циклов. Испытания зубьев проводили на механическом пульсаторе при пульсирующей нагрузке, точка приложения которой находилась на расстоянии, равном половине модуля от вершины зуба, на базе 2 106 циклов.

При статистической обработке результатов циклических испытаний применены методы линейного регрессионного анализа, методы значимости отличия средних и дисперсий, а также методы корреляционного анализа.

Анализ циклических исследований круглых образцов и зубьев опытных колес показал, что на изломах образцов и зубьев (рис. 3) фокус излома при напряжениях, близких к пределу выносливости, расположен под упрочненным слоем. При высоких уровнях напряжений фокус излома перемещался на поверхность образцов и зубьев, особенно на образцах и зубьях с грубой шероховатостью. Поломка зубьев начиналась на стороне растяжения с появления усталостной трещины на переходной поверхности.

Развитие трещины происходило по нормали к переходной поверхности зуба (рис. 4).

По результатам усталостных испытаний азотированных образов и зубьев построены 24 кривые усталости, наклонные ветви которых определены на трех уровнях напряжений; на основе испытаний цементированных образцов и зубьев построены кривых усталости; согласно результатов испытаний образцов и зубьев, упрочняемых поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, – 19 кривых усталости. Часть кривых усталости представлена на рис. 5 – 8.

Адекватность линейных моделей проверена сравнением по критерию Фишера дисперсий внутри системы и относительно эмпирической линии регрессии. Значения дисперсий, полученных в регрессионном анализе, позволиРис. 3. Изломы азотированного образца диала определить доверительные интерваметра 7,5 мм и зуба опытного колеса модуля лы регрессии для доверительной веромм Анализ кривых усталости пока- 3 – фронт распространения трещины; 4 – зона хрупкого зывает, что они имеют одинаковый вид: разрушения левые части кривых имеют разный наклон, увеличивающийся при уменьшении шероховатости.

По результатам испытаний методом «лестницы» установлено, что у азотированных образцов и зубьев при увеличении шероховатости в диапазоне Rz 3,2...160 мкм происходит снижение средних значений пределов выносливости, составляющее для образцов 8...10%, для зубьев – 20%, причем более заметное снижение наблюдается в диапазоне от Rz 40 до Rz 160 мкм. В диапазоне Rz 3,2...40 мкм средние значения пределов выносливости образцов и зубьев практически не зависят от шероховатости.

Анализ усталостных испытаний цементированных образцов и зубьев показывает, что в диапазоне шероховатости Rz 0,4...250 мкм снижеопытного колеса ние средних значений пределов выносливости образцов составляет 15...18 %, зубьев – 18...20%. Причем в диапазоне шероховатости Rz 3,2...10 мкм снижение пределов выносливости образцов и зубьев одинаково и составляет 4...5%.

Оценка результатов усталостных испытании образцов и зубьев, упрочненных поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, показывает, что в диапазоне Rz 0,4...250 мкм снижение средних значений пределов выносливости образцов составляет 20...24%, зубьев – 25...28%. В диапазоне Rz 4,0...130 мкм снижение средних пределов выносливости составляет 5...10%, причем в диапазоне Rz 4,0...40 мкм снижение средних пределов выносливости для образцов и зубьев одинаково и составляет 2...4%.

При увеличении шероховатости замечено возрастание среднеквадратического отклонения пределов выносливости образцов и зубьев, упрочняемых цементацией и азотированием, характер зависимости которых одинаков (рис. 9). Для образцов и зубьев, упрочненных поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, при увеличении шероховатости наблюдается обратное, т.е. снижение среднеквадратического отклонения пределов выносливости в исследуемом диапазоне шероховатости (рис. 10).

При расчетах зубчатых колес на изгибную выносливость имеет практическое применение лишь нижнее значение границы доверительного интервала предела выносливости.

Рис. 5. Кривые усталости азотиро- Рис. 6. Кривые усталости азотированных образцов диаметра 7,5 мм ванных зубьев колеса модуля ( 1,3 ) при изменении шерохо- mn 6 мм с шероховатостью певатости в диапазоне Rz 3,2...160 реходных поверхностей зубьев в Рис. 7. Кривые усталости поверх- Рис. 8. Кривые усталости цеменностно-закаленных нагревом ТВЧ тированных образцов диаметра в диапазоне шероховатости Rz Учитывая высокий проектный уровень надежности СГП, оценка влияния шероховатости на выносливость проведена с использованием в качестве гарантированного значения предела выносливости его нижнего доверительного значения, найденного для уровня доверительной вероятности 0,9987. Она показывает более заметное снижение нижних доверительных значений пределов выносливости азотированных и цементированных образцов и зубьев по сравнению с зависимостью средних значений пределов выносливости от шероховатости. Это объясняется тем, что при увеличении шероховатости возрастают среднеквадратические отклонения пределов выносливости. Для азотированных образцов и зубьев в диапазоне шероховатости Rz 3,2...40 мкм снижение нижних доверительных значений пределов выносливости составило 8...10%, в диапазоне Rz 3,2...160 мкм для образцов – 30%, зубьев – 42% (рис. 11).

Для цементированных образцов и зубьев в диапазоне Rz 3,2...10 мкм снижение нижних доверительных значений пределов выносливости составило 6...10%, в диапазоне Rz 0,4...250 мкм для образцов – 28%, зубьев – 47%.

Рис. 9. Зависимость среднеквадратического Рис. 10 Зависимость среднеквадратического отклонения пределов выотклонения пределов выносливости S 1 от - образцы диаметра 7,5 мм ( = 1,3), круговой от шероховатости поверхности в - образцы диаметра 7,5 мм ( = 1,0), круговой изгиб;

- зубья m = 6 мм, пульсирующий цикл.

Рис. 11. Зависимости предела выносливо- Рис. 12. Зависимости предела вынослисти от шероховатости азотированных об- вости поверхностно-упрочненных нагревом ТВЧ зубьев экспериментальных коразцов диаметра 7,5 мм ( = 1,0) при сти Rz 3,2…160 мкм – среднее значение предела выносливости;

– - нижнее доверительное значение предела – среднее значение предела выносливости;

Для образцов и зубьев, упрочненных поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, нижние доверительные значения пределов выносливости с увеличением шероховатости снижаются менее заметно, чем средние. В диапазоне шероховатости Rz 4,0... мкм снижение нижних доверительных значений пределов выносливости образцов и зубьев составило 1...3%, в диапазоне Rz 0,4...250 мкм для образцов – 18%, зубьев – 20% (рис. 12).

В области ограниченной выносливости характер влияния шероховатости на выносливость подобен зависимости средних значении пределов выносливости от шероховатости: ограниченные пределы выносливости, определенные на разных базах снижаются при увеличении шероховатости, следует отметить, в большей степени на малых базах.

Анализ влияния шероховатости на долговечность на уровнях напряжении, на которых испытывались образцы и зубья показал, что при увеличении шероховатости долговечности образцов и зубьев снижаются, а среднеквадратические отклонения долговечности возрастают у азотированных и цементированных образцов и зубьев, а у поверхностно закаленных нагревом ТВЧ образцов и зубьев снижаются, что указывает на неслучайность зависимости среднеквадратических отклонений пределов выносливости при симметричном и пульсирующем циклах изменения напряжений от шероховатости. Характер зависимостей среднеквадратических отклонений долговечности образцов и зубьев, как показывают результаты исследования, одинаков.

Влияние абсолютных размеров поперечного сечения круглых образцов диаметра 7,5; 10 и 20 мм с одинаковой шероховатостью на предел выносливости составило:

для азотированных – примерно 10%, для цементированных – около 2%, для поверхностно-закаленных нагревом ТВЧ – 3...6%.

Для оценки шероховатости переходных поверхностей колес СГП после чистового зубофрезерования в технологическом процессе их изготовления или ремонта проведен ее статистический анализ. Анализ выполнен с помощью случайной выборки пяти сателлитов модуля 8 мм, трех сателлитов модуля 10 мм, пяти эпициклов модуля мм и четырех эпициклов модуля 10 мм.

Статистическая обработка результатов измерений свидетельствует о том, что распределение фактической шероховатости переходных поверхностей зубьев подчиняется нормальному закону (рис. 13). С доверительной вероятностью 0,9987 шероховатость переходных поверхностей зубьев сателлитов модуля 8 мм составила Rz 6,11±2,03 мкм, модуля 10 мм – Rz 6,3±2,1 мкм; шероховатость переходных поверхностей эпициклов модуля 8 мм с той же доверительной вероятностью составила Rz 18,6±8,16 мкм; модуля 10 мм – Rz 19,2±8,7 мкм.

На основе полученных результатов разработаны рекомендации по изменению норм шероховатости переходных поверхностей и впадин колес СГП. Установленная исследованиями практическая неизменность усталостных характеристик в определенных диапазонах шероховатости дает возможность изменить существующие нормы шероховатости переходных поверхностей и впадин колес СГП под азотирование, цементацию и поверхностную закалку нагревом ТВЧ: для азотируемых колес норму шероховатости Rz 3,2 мкм на Rz 10 мкм с ограниче- Рис. 13. Полигон распределения шерохонием высоты микронеровностей по наиболее ватости переходных поверхностей зубьев глубокой риске до значения Rmax 16 мкм; для сателлитов модулей mn = 8 и 10 мм цементируемых колес – с Rz 3,2 до Rz 10 мкм с ограничением наибольшей высоты микронеровностей до Rmax 12...14 мкм; для колес, упрочняемых поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, – с Rz 4 на Rz 20 мкм с ограничением максимальной высоты микронеровностей до Rmax 25...30 мкм.

Научно обоснованные нормы шероховатости позволяют устранить из технологического процесса трудоемкую ручную операцию полирования впадин и переходных поверхностей зубьев, тем самым повысить ремонтопригодность СГП при соблюдении высоких показателей их надежности.

Третья глава посвящена исследованию и разработке технологии восстановления судовых валов термомеханической правкой.

Наряду с другими дефектами частыми являются искривления оси валов, полученные в эксплуатации по разным причинам. По данным судоремонтных заводов их число составляет (8...10) % от общего количества дефектов. В практике ремонта для устранения прогибов судовых валов применяются различные способы правки: механическая, термическая, термомеханическая и правка методом релаксации напряжений.

Первые три способа имеют недостаток, проявляющийся в нестабильности геометрической формы валов, полученной в результате правки. Наблюдаются явления самопроизвольного частичного или полного возврата вала к исходной (до правки) форме, а также к заметному снижению усталостной прочности валов после правки.

Наиболее приемлемым способом правки с точки зрения универсальности и обеспечения надежности и долговечности после ремонта является термомеханическая правка релаксацией напряжений. Правка этим способом заключается в том, что вал устанавливается на опоры, на участке его максимального искривления подвергается нагреву по всей окружности до температуры 600…6500С. При помощи нажимного приспособления создается упругий прогиб в сторону, противоположную имеющемуся искривлению, с последующей выдержкой в нагруженном состоянии. При этом часть упругой деформации в течение некоторого времени переходит в пластическую и вал выпрямляется. Величина упругой деформации, переходящей в пластическую, зависит от температуры нагрева и релаксационных характеристик материала вала. Количество нажимов при правке зависит от величины стрелки прогиба вала и результатов выправления при первом нажиме. Параметры правки по этому способу определяются с помощью аналитических зависимостей стрелки прогиба от усилия, создаваемого при правке, используемых в сопротивлении материалов, и не учитывают явление ползучести в процессе правки – физической основы выправления вала.

Исследованию и разработке способов термомеханической правки посвящены работы Н.Н. Северова, И.В. Энгель-Крона, Н.К. Лемзакова, А.М. Подсушного, Э.Е.

Фролова, и др.

В зависимости от температуры и уровня приложенного напряжения ползучесть протекает по разным законам. Для исследования и разработки технологии правки с учетом ползучести, выполняемой при температуре 650 0С, необходимо дальнейшее изучение и аналитическое описание высокотемпературной ползучести для стали 35, используемой для изготовления судовых валов, в процессе нагружения поперечным изгибом.

Большой вклад в изучение вопросов пластической деформации в условиях ползучести внесли труды И.А. Одинга, Ю.Н. Работнова, Н.Н. Малинина, Г.Ф. Лепина, И.И. Гольденблата, В.И. Черненко, В.Л. Бажанова, Л.М. Качанова и др.

Судовые валы подвергаются в эксплуатации циклическим нагрузкам. Для обеспечения их надежности и долговечности эффективным и простым методом повышения циклической прочности является поверхностное пластическое деформирование (ППД) обкатывающим роликом.

Изучению вопросов циклической прочности и износам судовых валов посвящены работы Г.Н. Филимонова, Л.Т. Балацкого, А.Г. Рохлина, В.С. Кравченко, Е.В. Бирули, П.М. Лысенкова, Ю.И. Матвеева, Ю.Н. Цветкова, О.К. Мелехова, Р.Г. Погорецкого, М.М. Мацейко и др.

С учетом приведенных особенностей ремонта деталей класса валов возникла задача исследования и разработки научно-обоснованной технологии правки на основе теории ползучести.

Для установления аналитической зависимости между параметрами правки:

стрелкой прогиба вала, температурой нагрева, величиной нагрузки и коэффициентами жаропрочности материала вала при заданной температуре использована одна из теорий ползучести – теория упрочнения. В теории упрочнения предполагается, что при фиксированной температуре существует зависимость между деформацией ползучести n, ее скоростью n и напряжением. Основное уравнение в степенной форме описывается следующим выражением:

где:,, – коэффициенты, определяемые с помощью кривых ползучести.

При условии, когда напряжение и температура постоянны во времени, выражение (3) имеет вид:

Максимальное значение начального прогиба согласно расчетной схеме правки вала (рис. 14) вычисляется по формуле:

где: P – усилие, создаваемое при правке;

a – расстояние от левой опоры до линии приложения нагрузки;

b – расстояние от правой опоры до линии приложения нагрузки;

E – модуль упругости материала вала при температуре правки;

J – момент инерции сечения вала в месте максимального прогиба;

z – расстояние от левой опоры до места максимального прогиба вала;

l – расстояние между опорами.

В произвольный момент времени t > 0 прогиб будет складываться из упругого прогиба и прогиба, обусловленного ползучестью материала:

Прогиб, вызванный ползучестью вала, описывается уравнением:

t – время выдержки под нагрузкой в процессе правки, где:

Полученное выражение (7) позволяет определить величину выправления вала за счет ползучести при заданном времени правки, постоянных значениях температурного режима и нагрузки в зависимости от геометрических размеров вала.

Коэффициенты жаропрочности, и, входящие в уравнение (3), определены по экспериментальным кривым ползучести, построенным в координатах стрелки прогиба f от времени t (рис. 15) на основе результатов правки экспериментальных образцов и составляют = 5,31; = 6,05; = 10–71,89.

Расчетные кривые ползучести, полученные по формуле (7) с использованием коэффициентов жаропрочности, хорошо согласуются с экспериментальными кривыми ползучести (рис. 15).

В процессе правки образцов установлена величина начального упругого прогиба, переходящего в пластический, за время выдержки продолжительностью в час.

Релаксационная характеристика стали 35 при температуре 6500С и выдержке один час составила 0,72, т.е.

72% от начальной величины упругого прогиба переходит в пластическую при Используя значения полученных коэффициентов,, и зависимость (7), установлено выражение для определения прогиба в процессе правки, вызванного ползучестью при температуре 650 0С:

На основе полученных аналитических зависимостей разработаны режимы и проведена опытная правка четырех серий образцов со стрелками прогиба 1, 3, 4, 5 мм по 24 образца в каждой серии.

Конструкция образцов (рис. 16) разработана с учетом возможности проведения не только термомеханической правки, но и сравнительных усталостных испытаний поперечным изгибом при вращении. Образцы изготовлены из стали 35 в соответствии с ГОСТ 8536 – 79. Механические свойства поковок соответствуют категории прочности КМ 28, IV группа.

Правка была проведена по схеме (рис. 14). Усилие при правке создавалось нажимным устройством, а его величина определялась по формуле:

max 0,5 в, МПа - максимальное напряжение при t = 6500С для упругого дегде:

формированного образца;

в - предел прочности материала образца при t = 6500С.

Контроль усилия правки осуществлялся по величине стрелки упругого прогиба образца. Стрелка прогиба подсчитывается по формуле:

Анализ результатов правки показал, что расчетные значения устраняемого прогиба, полученные на основе установленных зависимостей, хорошо согласуются с экспериментальными данными.

Усталостные испытания образцов проведены на установке консольным изгибом при симметричном цикле изменения напряжений на базе 10 7 циклов. Кривые усталости недеформированных (контрольных) и выправленных образцов с различными стрелками прогиба представлены на рис. 17.

Анализ кривых усталости показывает, что правка образцов практически не влияет не только на средние значения пределов выносливости, но и на нижние доверительные значения пределов выносливости выправленных образцов для доверительной вероятности 0,95. Наблюдаемое снижение составляет около 3%, что практически незначительно. В области ограниченной выносливости влияние стрелки прогиба на характеристики усталости более заметное. Наклонные ветви кривых усталости для образцов с различной стрелкой прогиба имеют разный наклон, увеличивающийся при повышении стрелки прогиба.

В связи с некоторым влиянием результатов правки на характеристики сопротивления усталости проведено исследование влияния ППД обкатывающим роликом выправленных образцов на предел выносливости. Образцы были упрочнены на глубину 1,5 мм, являющуюся оптимальной для образцов данного диаметра.

Установлено, что ППД выправленных образцов повышает средние значения пределов выносливости на 10%.

Экспериментальные исследования на образцах, а также опытная правка натурного вала, показывают, что разработанная технология правРис. 17. Кривые усталости эксперики не снижает изгибную выносливость, не измементальных образцов.

няет структуру материала и обеспечивает посленедеформированные образцы; образдующую стабильность формы вала после правки. цы со стрелкой прогиба: 2 – 1 мм; 3 – В четвертой главе представлены теорети- мм; 4 – 4 мм; 5 – 5 мм ческие и экспериментальные исследования для разработки методики прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами.

Наиболее опасными повреждениями в судовых валах являются усталостные трещины. Под действием циклических нагрузок трещина, зарождаясь, как правило, в поверхностных слоях, развивается вглубь вала и, в конечном итоге, приводит к внезапной поломке.

Изучение повреждений и поломок валов показало, что наиболее повреждаемые участки вала следующие: участок шпоночного паза, подступичная часть в районе большого основания конуса и промежуток между торцами ступицы и облицовки;

участки вала под торцами облицовок; межоблицовочное пространство (при раздельных облицовках).

В процессе освидетельствования или дефектации гребных валов, в основном, встречаются следующие виды трещин: трещины, которые располагаются по окружности, т.е. перпендикулярно оси вала; наклонно оси вала, примерно под углом 45...60 0; х – образные трещины, а также одновременно несколько трещин.

При наличии трещин любого вида и размера Правилами Российского морского Регистра судоходства и других классификационных обществ эксплуатация гребных валов запрещена. Судно должно выводиться из эксплуатации и находиться в вынужденном простое продолжительное время. Возникает также проблема оценки работоспособности вала с трещиной и его долговечности для осуществления перехода судна от места, где обнаружили трещину до порта приписки или судоремонтного предприятия для выполнения ремонта. При известной долговечности вала с трещиной до поломки при эксплуатации валопровода на номинальной мощности ДВС или на долевых режимах, можно было бы продлить его эксплуатацию на время подготовки к ремонту.

При этом простой судна сокращается в несколько раз.

В литературе приводятся методики прогнозирования долговечности для разных изделий, материалов и условий возникновения трещин. Имеются такие методики для изделий судового машиностроения, в т. ч. для шатунов ДВС с трещинами. Однако для судовых валов такие сведения отсутствуют.

Столь строгие требования, предъявляемые к судовым валам, обусловлены тем, что трещина, как концентратор напряжений при циклических нагрузках может привести к мгновенному усталостному разрушению. Однако исследователями установлено, что процесс развития трещины может быть весьма длительным и зависит от скорости ее роста. Современный анализ развития трещин базируется на концепциях механики разрушения. Она устанавливает количественную связь между действующим на тело напряжением, формой и размерами трещин и сопротивлением материала стабильному или нестабильному развитию трещин.

Основополагающими работами в этой области являются исследования П. Пэриса, Ф. Эрдогана, Л.М. Школьника, И.В. Кудрявцева, В.Т. Трощенко, В.В. Панасюка, В.К. Румба, С.Я. Яремы и др.

Установлено, что стадию распространения трещины от зарождения до полного разрушения образца или детали можно разделить на три характерных этапа, различающихся механизмом ее роста. Первый этап характеризуется небольшой скоростью, т.к. трещина еще мала, а ее продвижение происходит преимущественно вдоль полос скольжения. Основную часть составляет второй этап, когда трещина растет с примерно постоянной скоростью в направлении, перпендикулярном наибольшим напряжениям. На третьем этапе, когда трещина имеет уже достаточно большие размеры, скорость ее роста быстро увеличивается и происходит практически мгновенное хрупкое разрушение.

В механике разрушения согласно теории Д. Ирвина трещина представляется в виде эллипса с острыми краями (рис. 18). Край трещины является очень сильным концентратором напряжений, от которого зависит развитие трещины, а скорость ее развития зависит от коэффициента интенсивности напряжений (КИН).

Механика разрушения представляет собой развитие теории хрупкого разрушения Гриффитса, на основании которой Д. Ирвин установил зависимость между длиной трещины в бесконечной пластине и напряжением в вершине трещины. Эти параметры были связаны коэффициентом интенсивности напряжений: Рис. 18. Напряженно-деформированное состояние в вершине трещины где: K1 – коэффициент интенсивности напряжений;

– номинальное напряжение в сечении брутто, МПа;

a – полудлина трещины, мм.

П. Пэрис и Ф. Эрдоган, обобщив большое количество экспериментальных результатов, прирост длины трещины за цикл выразили зависимостью:

где: l – длина трещины, мм; N – число циклов;

C и n – константы, определяемые экспериментально. Значения n обычно находятся в пределах 2 n 6, хотя известны и значительные отклонения.

Графической интерпретацией уравнения (12) является кривая разрушения (рис. 19).

Кривую принято делить на три характерных участка: A, B и C. Нижняя часть кривой на участке A асимптотически приближается к пороговому значению коэффициента интенсивности напряжений K th, ниже которого трещины не развиваются или растут с такой малой скоростью, что ее обнаружить экспериментально не удается.

Режимы нагружения на участке A принято называть припороговыми. К участку B относится прямолинейная часть кривой, описываемая уравнением Пэриса (12). Для этого участка характерны средние скорости роста трещин 10 …10 мм/цикл. Участок С характеризуется повышенной скоростью роста трещин; это участок нестабильного роста трещин, или катастрофического разрушения. На этом участке K 1 близок к вязкости разрушения при статической нагрузке K1c.

Диаграмма усталостного разрушения является основной характеристикой развития трещины на всем периоде ее существования. Наибольший интерес с точки зрения прогнозирования, а так же влияния на развитие трещины, является средний участок диаграммы – период стабильного роста, когда наблюдается линейная зависимость в логарифмических координатах между скоростью развития трещин и размахом КИН.

Этот участок кривой наиболее точно описывается уравнением Пэриса.

В данном исследовании поставлена задача построить кривую усталостного разрушения круглых образцов (рис. 20) из стали 35 по ГОСТ 1050-88. Форма и материал образцов выбраны в результате физического моделирования условий нагружения и материала натурных судовых валов.

Скорость роста трещин определялась при усталостных испытаниях образцов круговым консольным изгибом на экспериментальной установке. В процессе испытаний фиксировалась длина трещин по окруж- Рис. 20. Средний участок диаграммы усталостного разрушения экспериментальных образцов.

ности сечения l и соответствующее ей количество циклов нагружения N. Производилось двухступенчатое нагружение:

при высоком уровне напряжений 1 295 МПа происходило зарождение трещины, при низком – 2 265 МПа – непосредственное развитие, при котором определялись параметры скорости роста трещины l и N. Коэффициент интенсивности напряжений для данного вида образцов определялся по формуле:

где: P – нагрузка на образец; D – диаметр опасного сечения;

L – расстояние от точки приложения нагрузки до опасного сечения; M – параметр, определяемый по формуле:

– геометрический параметр:

Расчет параметров диаграммы производился на ЭВМ. В результате расчета поdl граммы усталостного разрушения моделей судовых валов (рис. 20).

Коэффициент n вычисляется по следующей формуле:

x lg K1 - значения по оси абсцисс диаграммы;

где:

число точек в расчетном интервале.

Коэффициент C определяется по формуле:

В результате расчетов были получены средние значения, равные: n 4 и C 1,6 1015 (МПа мм ) мм/цикл.

Методика расчета долговечности основывается на приведенном выше выражении Пэриса, в котором прирост длины трещины за цикл выражается зависимостью (12).

Согласно модели Д. Ирвина коэффициент интенсивности напряжений является функцией напряжения и длины трещины:

где: э – эквивалентное напряжение в сечении брутто, МПА;

y – функция, учитывающая геометрию трещины и схему нагружения.

Из формул (13) и (19) получаем формулу для определения функции y:

Из формулы (12) скорость роста трещин может быть представлена в виде:

Отсюда получим число циклов, которое характеризует долговечность:

где: l 0 – начальный размер трещины, мм; l k – конечный размер трещины, мм.

Из формул (12), (19), (21) и (22) число циклов определяется:

Проинтегрировав выражение (23), получим:

где:

Эквивалентные напряжения э в материале гребного вала на кормовой дейдвудной опоре определяются по формуле (25):

где: L - длина судна между перпендикулярами, м;

кр - касательные напряжения, МПа;

кр - эквивалентные напряжения с учетом крутильных колебаний;

а - амплитуда переменных напряжений изгиба, МПа;

b - коэффициент, отражающий характер наклона кривой усталости материала гребного вала;

- отношение пределов выносливости материала гребного вала при изгибе и при кручении.

Таким образом, получена формула (24) для определения долговечности валов с трещинами.

Расчет показателей долговечности гребных валов с трещинами в зависимости от их начальных размеров, возникающих в районе большого основания конуса под гребной винт, под концами облицовок и в районе шпоночного паза в работе выполнен для трех судов. Исходными условиями расчета являются начальная длина трещины, равная 0,1 мм и конечная, которая определяется критическим размером трещины и составляет 0,2d, где d – диаметр вала.

Анализ результатов расчета показывает на возможность при известных начальных размерах трещины прогнозировать долговечность валов до поломки, скорость развития трещины и остаточную долговечность. В зависимости от конструкции, размеров вала, мощности ДВС долговечность гребных валов с трещинами может составлять от нескольких недель до нескольких месяцев. Валы с трещинами, расположенными под углом 450, имеют более высокую долговечность в сравнении с трещинами, развивающимися перпендикулярно оси вала, примерно на 5...7%. Остаточная долговечность валов с трещинами в районе большого основания конуса является самой низкой в сравнении с трещинами на других участках.

Результаты расчета показателей долговечности гребных валов с трещинами показывают, что при эксплуатации ДВС на долевых режимах (75, 50 и 40)% мощности, остаточный ресурс возрастает от 2 до 12 раз по сравнению с номинальным.

Сравнение результатов расчета показателей долговечности и результатов, полученных на основе экспериментов на образцах – моделях судового вала показывает, что методика прогнозирования долговечности судовых валов с трещинами имеет достаточно высокую надежность, среднее значение погрешности метода расчета остаточного ресурса гребных валов с трещинами составляет около 7%.

Результаты исследования позволяют продлить долговечность гребных валов с трещинами в эксплуатации, уменьшить вынужденные простои судна, снизить затраты на ремонт и сроки его выполнения.

Пятая глава посвящена исследованию и разработке технологии восстановления судовых валов с трещинами.

Практика эксплуатации деталей типа валов показывает, что не все трещины имеют способность развиваться и приводить к разрушению. Такие трещины называются нераспространяющиеся и не вызывают усталостных поломок.

В последние годы идет интенсивное изучение причин и механизмов появления нераспространяющихся трещин на деталях при различных условиях нагружения, среды и материалов, а также исследования по разработке методов торможения усталостных трещин, в т. ч. использование для этих целей современных методов упрочнения.

Большой объем данных по исследованию нераспространяющихся трещин накоплен в космической и авиационной технике, а также в атомной энергетике, где ремонт или замена деталей не осуществимы в силу невозможности проведения таких работ или огромных затрат на них.

Для судовых валов подобные сведения отсутствуют. Гребные валы, как указывалось, согласно Правилам Российского морского Регистра судоходства, как правило, бракуют после обнаружения трещин любых размеров. Стоимость нового вала в зависимости от марки материала, конструкции и размеров составляет от сотен тысяч до нескольких миллионов рублей.

Одним из наиболее эффективных и технологически простых способов упрочнения деталей типа валов является ППД, которое по литературным данным можно успешно применить для торможения развития усталостных трещин. Использование ППД путем обкатывания судовых валов роликом позволило бы частично или полностью восстановить их ресурс, уменьшить затраты на ремонт и сроки его выполнения.

Остановку развития трещин можно рассматривать с двух позиций: благотворного действия остаточных сжимающих напряжений после ППД и изменения свойств материала и напряженно-деформированного состояния в вершине трещины. При наведении остаточных напряжений в поверхностном слое происходит уменьшение суммарных напряжений до величин существенно более низких, чем соответствующее суммарное напряжение у поверхности до появления трещины. При увеличении жесткости напряженного состояния у вершины усталостной трещины происходит стеснение пластической деформации, накопление которой необходимо для ее дальнейшего роста. Увеличение жесткости напряженного состояния происходит практически всегда при поверхностном упрочнении, которое ведет к упрочнению материала в вершине усталостной трещины. В этом случае необходимым условием является то, чтобы вершина трещины находилась в зоне действия остаточных напряжений сжатия.

Изучение влияния ППД на характеристики изгибной циклической прочности проведено на образцах-моделях судового вала (рис. 16), на рабочей поверхности которых получены трещины определенной глубины. Глубина трещин является определяющим фактором и должна быть связана с глубиной упрочнения ППД. По литературным данным оптимальной считается глубина упрочнения, составляющая (0,1…0,15)R, где R – радиус вала. В связи с тем, что оптимальная глубина упрочнения образцов диаметром 20 мм составляет 1,5 мм, для исследования получены трещины глубиной и 2 мм. При этом трещины меньшей глубины будут находиться в упрочненном слое, а вершины трещин большей глубины – выходить за пределы упрочнения.

Для выращивания трещин на рабочей поверхности образцов разработана методика их выращивания. Выращивание трещин проводилось на экспериментальной усталостной установке круговым изгибом по схеме нагружения, адекватной условиям нагружения вала. Поскольку глубина трещины недоступна для прямого измерения, ее величина была определена по скорости развития трещины. На низком уровне напряжений образец испытывался на протяжении 5 104 105 циклов до получения трещин длиной 11…15 мм, затем обламывался вручную и проводился анализ излома, обмер трещины и определение скорости ее роста.

Анализ изломов (рис. 20) показал, что полученные трещины имеют серповидную форму, характерную для изломов натурных валов в эксплуатации. Определена зависимость между глубиной серповидной трещины и ее длиной по окружности сечения, которая для трещин глубиной от 0,5 мм до 3,2 мм имеет вид:

где: h – глубина трещины; l – длина трещины по окружности сечения.

По результатам испытаний построены зависимости скоростей роста трещин на образцах.

Определено среднее значение скорости роста трещин, составляющее 2,423 10 4 мм/цикл.

Упрочнение образцов с трещинами произведено специальным однороликовым приспособлением. Для обкатывания рассчитаны режимы упрочнения и геометрические размеры ролика. Уточнение расчетных значений глубины упрочненного слоя проведено путем сравнения с замерами микротвердости на микрошлифах.

Испытания на усталость (рис. 21) показали, что образцы с трещинами глубиной 1 мм имеют предел выносливости меньше предела выносливости контрольных образцов без трещин на 60%, а образцов с трещинами 2 мм – на 72%. Обкатывание роликом повысило сопротивление усталости образцов с трещинами 1 мм на 105% по сравнению с необкатанными образцами с трещинами. При этом снижение предела выносливости по сравнению с образцами без трещин составило 18 %. Для образцов с трещинами глубиной 2 мм повышение предела выносливости после ППД составиРис. 20. Изломы образцов с серповидло 120%, а снижение по сравнению с контрольной трещиной ными – около 38%.

Рис. 21. Кривые усталости образцов без трещин, образцов с трещинами глубиной 1 и 2 мм неупрочненных и образцов с трещинами глубиной 1 и 2 мм, упрочненных обкатыванием В области ограниченной выносливости на базах испытаний 105 и 106 циклов и на уровнях напряжений 175 и 225 МПа установлено также повышение долговечности образцов, упрочненных обкатыванием по сравнению с неупрочненными образцами с трещинами.

Исследованием установлено, что условием эффективного торможения трещин является ее полное залегание в упрочненном слое. При этом предельная глубина трещины, которая не снижает циклической прочности, составляет 0,1…0,15 от радиуса вала. Для судов, имеющих диаметры гребных и промежуточных валов в диапазоне 110...250 мм, глубина трещины не должна превышать 11...35 мм, а длина – 19...45 мм.

По нормативным документам судовые валы рассчитываются на усталостную прочность по допускаемым напряжениям, составляющим для промежуточных валов МПа, для гребных – 25 МПа. Это свидетельствует о низком уровне напряжений, возникающих в судовых валах при эксплуатации. С учетом масштабного фактора пределы выносливости натурных валов составляют 150...170 МПа для валов диаметром 110...250 мм. Следовательно, уровни действующих напряжений в 3...4 раза ниже пределов выносливости судовых валов и поэтому можно утверждать, что трещины при таком малом уровне напряжений не будут развиваться.

С учетом изложенных рекомендаций разработана технология восстановления работоспособности судовых валов с трещинами ППД путем обкатывания роликом.

Основные выводы по работе Целью работы было повышение эффективности технической эксплуатации флота путем исследования, научного обоснования и использования в судоремонтном производстве инновационных технологий, обеспечивающих снижение продолжительности, затрат и стоимости ремонта судовых технических средств. Разработка методологии исследования является одним из результатов настоящей работы.

1. Установлены закономерности влияния шероховатости переходных поверхностей колес, упрочняемых азотированием, цементацией и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, на изгибную выносливость зубьев при пульсирующем и симметричном циклах изменения напряжений. Получены количественные оценки этого влияния в исследуемых диапазонах шероховатости.

2. На основе результатов исследований установлены научно обоснованные нормы шероховатости переходных поверхностей и впадин зубьев, упрочняемых азотированием, цементацией и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ, колес СГП. Новые нормы позволили устранить операцию ручного полирования из технологического процесса изготовления и ремонта колес, снизить трудоемкость и повысить их ремонтопригодность.

3. Созданы научные основы разработки и проектирования высоконагруженных деталей и элементов конструкций ответственного служебного назначения, подвергаемых упрочнению азотированием, цементацией и поверхностной закалкой нагревом ТВЧ.

4. Предложены рекомендации по существенному уточнению коэффициента, учитывающего шероховатость переходной поверхности, в расчете зубчатых колес на прочность при изгибе по ГОСТ 21354-87; в расчетах деталей подвергаемых поверхностному упрочнению, по ГОСТ 25504-82 «Расчеты и испытания на прочность. Методы расчета характеристик сопротивления усталости».

5. Разработана технология термомеханической правки судовых валов с учетом процесса ползучести. С целью научного обоснования технологии правки разработаны теоретические зависимости параметров правки с использованием теории ползучести – теории упрочнения. Получены экспериментальные кривые ползучести для определения коэффициентов жаропрочности при оптимальных режимах правки. Экспериментальные исследования циклической прочности на образцах – моделях судового вала показывают, что разработанная технология правки не снижает изгибную выносливость, не изменяет структуру материала и обеспечивает последующую стабильность формы вала после правки и необходимый ресурс.

6. Для обоснования продления долговечности судовых валов с трещинами на основе теории механики разрушения деталей разработана методика прогнозирования остаточного ресурса валов. Расчетами установлено, что гребные валы с трещинами могут иметь высокий остаточный ресурс до поломки. При эксплуатации ДВС на номинальном режиме для рассмотренных судов остаточный ресурс составляет от 1060 до 4570 часов; при эксплуатации ДВС на долевых режимах остаточный ресурс возрастает от 2 до 12 раз по сравнению с номинальным режимом. Определено, что остаточный ресурс гребного вала с трещинами зависит от их начального размера и диаметра. При увеличении диаметра вала на 10 мм остаточный ресурс вала с трещиной повышается в 1,5 раза.

7. Экспериментально установлена средняя скорость роста трещин, а также соотношение между глубиной серповидной трещины и ее длиной по окружности в стали 35. Подтвержден факт остановки развития трещин путем изменения уровня действующих напряжений, а также путем поверхностного пластического деформирования обкатывающим роликом. Установлено, что условием эффективного торможения роста трещины служит полное ее залегание в упрочненном слое. Предельная глубина трещины, которая не снижает циклической прочности, составляет (0,1...1,5) R, где R – радиус вала. На основе исследований разработана технология восстановления работоспособности судовых валов с трещинами путем обкатывания роликом.

8. Разработаны практические рекомендации, инновационные методы и технологии восстановления зубчатых колес и судовых валов главных передач, обеспечивающие снижение продолжительности, затрат, сроков и стоимости их ремонта при сохранении заданных показателей надежности.

9. Методические материалы и результаты исследования используются в учебном процессе Астраханского государственного технического университета при подготовке морских инженеров, бакалавров и магистров.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мамонтов В.А., Рубан А.Р., Саламех А. Влияние шероховатости впадин и переходных поверхностей колес судовых главных передач, упрочняемых технологическими методами, на изгибную выносливость зубьев: моногр.: Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. – 140 с.

2. Мамонтов В.А., Рубан А.Р., Саламех Али. Экспериментальное определение влияния шероховатости переходных поверхностей зубчатых колес, подвергнутых упрочнению закалкой токами высокой частоты // Транспортное дело России. Специальный выпуск № 4. Морские технологии, энергетика и транспорт. М.: Морские вести, 2005. – С. 18–21.

3. Мамонтов В.А. Выращивание усталостных трещин на круглых образцах [Текст] // Кужахметов Т.А., Иксанов Р.У. // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. – 2007. – № 3 (38) – С. 135–138.

4. Мамонтов В.А. Способы определения теоретического коэффициента концентрации напряжений от микронеровностей поверхностей реального профиля поверхностей деталей / Мамонтов В.А., Синельщикова О.Н. // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та.

– 2008. – № 2 (43). – С. 84–89.

5. Доан Ван Тинь. Оценка работоспособности судовых валов с трещинами [Текст] / Доан Ван Тинь, В.А. Мамонтов // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. – 2008. – № 2 (43). – С. 145–148.

6. Мамонтов В.А. Методика оценки долговечности коленчатого вала судового ДВС по реальному профилю микронеровностей его поверхностей / В.А. Мамонтов, О.Н. Синельщикова // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. – 2008. № 5 (46). – С. 50–53.

7. Доан Ван Тинь. Расчет долговечности судовых валов с трещинами, наклонными к оси вала [Текст] / В.А. Мамонтов, Доан Ван Тинь // Вестн. Астрахан. гос. техн.

ун-та. – 2008. – № 5 (46). – С. 39–43.

8. Мамонтов В.А. Построение диаграммы усталостного разрушения моделей судовых валов [Текст] / Т.А. Кужахметов, Р.У. Иксанов, Доан Ван Тинь // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. – 2008. – № 5 (46). – С. 44–49.

9. Рубан А.Р., Мамонтов В.А. Цементация как способ упрочнения деталей, работающих при циклических нагрузках // Материалы Международной научной конференции, посвященной 70-летию АГТУ: В 3 т. /Астрахан. гос. техн. ун-т. – Астрахань: Издво АГТУ, 2001. – Т. З. – С. 289–291.

10. Мамонтов В.А., Рубан А.Р., Саламех А.Х. Шероховатость переходных поверхностей зубьев колес, упрочняемых поверхностной закалкой токами высокой частоты, и их изгибная выносливость // Труды третьего международного симпозиума по транспортной триботехники «ТРАНСТРИБО – 2005». – СПб: Изд-во СПбГПУ, 2005. – С. 175–181.

11. Кужахметов Т.А. Экспериментальное определение скорости роста усталостных трещин на моделях судовых валов [Текст] / Т.А. Кужахметов, Р.У. Иксанов, В.А.

Мамонтов // Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: В 2 ч. Часть 1: Материалы 9-й Международной практической конференции; – СПб.: Изд-во: Политехн.

ун-та, 2007. – С. 409–412.

12. Куличкин Н.В. Результаты усталостных испытаний круглых образцов, подвергнутых термомеханической правке [Текст] / Куличкин Н.В., Чеботарев Ю.В., Мамонтов В.А. // Технология ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: В 2 ч. Часть 1:

Материалы 9-й Международной практической конференции; – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. – С. 413–416.

13. Мамонтов В.А., Рубан А.Р., Саламех Али. Сопротивление усталости цементированных зубьев колес судовых редукторов с разной шероховатостью переходных поверхностей // Технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки: В 2 ч. Часть 1:

Материалы 9-й Международной практической конференции; – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. – С. 426–431.

14. Мамонтов В.А. О роли остаточных напряжений при поверхностном упрочнении деталей // Материалы Международной научной конференции, посвященной 70летию АГТУ: В 3 т. /Астрахан. гос. техн. ун-т. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2001. – Т. З.

– С. 276–278.

15. Саламех А., Мамонтов В.А. Поверхностная закалка как способ упрочнения деталей, испытывающих переменные нагрузки // Материалы Международной научной конференции, посвященной 70-летию АГТУ: В 3 т. /Астрахан. гос. техн. ун-т. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2001. – Т. З. – С. 291–294.

16. Мамонтов В.А. Влияние поверхностного пластического деформирования на усталостные характеристики моделей судовых валов с трещинами [Текст] / Т.А. Кужахметов, Р.У. Иксанов // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. – 2008. – № 2 (38). – С.

137–139.

17. Мамонтов В.А. Прогнозирование долговечности гребного вала с трещинами танкера «Волгонефть» проекта 1577, 550А [Текст] / В.А. Мамонтов, Доан Ван Тинь // Перспективы использования результатов фундаментальных научных исследований в судостроении и эксплуатации флота Юга России: Сборник материалов международного научного семинара. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. – С. 52–56.

18. Мамонтов В.А., Рубан А.Р., Халявкин А.А. Расчет поперечных колебаний валопроводов с учетом длины и жесткости дейдвудных подшипников // Вестн. Астрахан.

гос. техн. ун-та. – 2010. – 2 серия: Морская техника и технология. – С. 30–33.

19. Мамонтов В.А., Миронов А.И., Халявкин А.А. Исследование параметрических колебаний валопроводов судов. // Вест. гос. Нижегородского ун-та им Н.И. Лобачевского. – № 4. – Часть 5. – Н.Новгород: Изд-во ННГУ им Н.И. Лобачевского, 2011.

С. 2333–2334.

20. Мамонтов В.А., Рубан А.Р., Саламех А. Шероховатость поверхности и выносливость зубчатых колес судовых главных передач. Технология упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика. В 1 ч. Часть 1: материалы 14-й Международной научно-практической конференции. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – С.

298–304.

21. Динь Дык Лок, Мамонтов В.А. Разработка и исследование методики определения параметров упрочняющих технологий при ремонте. Технология упрочнения, нанесения покрытий и ремонта: теория и практика. В 1 ч. Часть 1: материалы 14-й Международной научно-практической конференции. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – С. 112–115.

22. Исследование и разработка технологических способов повышения надежности и уровня механизации изготовления энергетических турбин, механизмов и теплообменных аппаратов. Отчет / Ленинград, кораблестроит. ин-та. Рук. П.А. Дорошенко. – 77036338. – Л.: 1981 – 73 с. (Исполнитель разделов 4–8 – Мамонтов В.А.).

23. Рохлин А.Г., Бируля Е.В., Мамонтов В.А. Шероховатость выкружек зубьев и изгибная выносливость азотируемых колёс // Труды ЛКИ: Вопросы изготовления, сварки и монтажа судостроительных конструкций. – 1982. – С.45–46.

24. Мамонтов В.А. Моделирование напряженного состояния в корне зуба зубчатого колеса на круглых образцах // Труды ЛКИ: Вопросы изготовления, сварки и монтажа судостроительных конструкций. – I982. C. 66–68.

25. Мамонтов В.А. Анализ требований к шероховатости выкружек азотируемых зубчатых колёс // Труды Калининград, техн. ин-та. вып.: Проектирование и эксплуатация энергетических установок промысловых судов. – 1982. – № 97. С. 121–122.

26. Исследование и разработка технологических способов повышения надежности и уровня механизации изготовления энергетических турбин, механизмов и теплообменных аппаратов. Раздел 2. Исследование влияния шероховатости выкружек на изгибную выносливость азотируемых колёс судовых планетарных редукторов. Отчет / Ленинград, кораблестроит. ин-та. Рук. Дорошенко. П.А. – У71612. – Л.: 1983. – 105 с.

(Исполнитель раздела 2 – Мамонтов В.А.).

27. Мамонтов В.А. Опыт использования метода планирования эксперимента при механической обработке деталей с фасонными поверхностями и // Научнотехнический сборник «Судостроение и судоремонт» Волжско-Камское межобластное правление ВНТО им. ак. А.Н. Крылова. – Астрахань, 1989. – С. 33–37.

28. Мамонтов В.А. Результаты определения градиента первого главного напряжения в корне зубьев колес судовых редукторов // Научно-технический сборник «Судостроение и судоремонт» Волжско-Камское межобластное правление ВНТО им. ак.

А.Н. Крылова. – Астрахань, 1989. – С. 44–48.

29. Мамонтов В.А. Зависимость качества азотированного слоя от шероховатости азотируемой поверхности // Судоремонт флота рыбной промышленности. Производственно-технический сборник № 72. – М.: Транспорт, 1990. – С. 10–13.

30. Мамонтов В.А Оценка шероховатости впадин и переходных поверхностей зубьев колес судового редуктора // Судоремонт флота рыбной промышленности. Производственно-технический сборник № 73. – М.: Транспорт, 1990. – С. 28–31.

31. Мамонтов В.А. Влияние шероховатости переходных поверхностей зубьев на изгибную выносливость азотируемых колес, обработанных дробью // Труды Астраханского технического института: Краткие результаты научной деятельности института. – Астрахань, 1990. – С. 118–120.

32. Мамонтов В.А., Боловин В.Г., Рубан А.Р. Способы оценки влияния коэффициента концентрации напряжений от шероховатости поверхности деталей, испытывающих переменные нагрузки // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сборник научных трудов. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2000. – С. 107– 109.

33. Ruban A.R., Salameh A.Kh., Mamontov V.A., Aluanskiy R.I. Experimental plant for bending fatigue tests of gear wheels by pulsating load // Наука и технология: международный сборник научных трудов. – Атырау: Атырауский институт нефти и газа. 2002.

– Вып. 1. – Часть 1. – С. 131–133.

34. Кашкаров А.А., Мамонтов В.А. Методика исследования влияния шероховатости переходных поверхностей зубьев, упрочняемых поверхностным пластическим деформированием, на их изгибную выносливость // Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин: Материалы науч. конф. – Астрахан. гос. техн.

ун-т. – Астрахань: Изд-во АГТУ. – 2002. – С. 278–280.

35. Мамонтов В.А. Способы правки судовых валов / В.А. Мамонтов, Н.В. Куличкин // Проблема динамики и прочности исполнительных механизмов и машин: Материалы науч. конф. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002 – С. 306–309.

36. Рубан А.Р., Саламех А.Х., Мамонтов В.А. Методика изготовления экспериментальных образцов для оценки влияния шероховатости цементируемых поверхностей на изгибную выносливость // Вестник Астраханского государственного технического университета. Научный журнал. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. – С. 51–54.

37. Рубан А.Р., Мамонтов В.А. Влияние шероховатости переходных поверхностей зубьев на долговечность цементируемых зубчатых колес // Вестник Астраханского государственного технического университета. Научный журнал. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. – С. 52–54.

38. Мамонтов В.А., Рубан А.Р. Влияние шероховатости впадин и переходных поверхностей зубьев колес, упрочняемых цементацией, на характеристики выносливости // Вестник Астраханского государственного технического университета. Научный журнал. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. – С. 242–245.

39. Мамонтов В.А., Саламех А.Х., Рубан А.Р. Исследование влияния шероховатости переходных поверхностей зубьев колес, упрочняемых поверхностной закалкой ТВЧ, на изгибную выносливость // Вестник Астраханского государственного технического университета. Научный журнал. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. – С. 67–68.

40. Мамонтов В.А. Шероховатость поверхности деталей, упрочняемых азотированием, и сопротивление усталости при нестационарном нагружении // Вестник Астраханского государственного технического университета. Научный журнал. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2006. – С. 246–251.

41. Мамонтов В.А., Кашкаров А.А. Исследование влияния шероховатости поверхности круглых образцов, упрочненных обкатыванием роликом на их долговечность // Вестник Астраханского государственного технического университета. Научный журнал. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. – С. 68–70.

42. Мамонтов В.А Влияние шероховатости поверхности деталей, упрочняемых азотированием на сопротивление усталости при нестационарном нагружении // Конструкторское и технологическое обеспечение надежности машин (2006, сентябрь):

Материалы науч. конф. /Дагестанский гос. техн. ун-т. – Махачкала: Изд-во ДГТУ, 2006. – 188 с. – С. 80–85.

Научные основы восстановления работоспособности судовых главных передач при ремонте.

Автореф. дисс. на соискание ученой степени доктора технических наук.

_


Похожие работы:


Похожие работы:

«2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРСИТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Пятилистник кустарниковый Pentaphylloides fruticosa (L.) O. Schwarz (Rosaceae) или курильский чай – вид со многими целебными свойствами. В восточной медицине настой курильского чая используют как противовоспалительное, кровоостанавливающее, противоцинготное и успокоительное средства (Телятьев, 1976; Растения тибетской медицины., 1989). Эти свойства подтверждаются данными современной науки (Коровкина и др., 1971; Изучение антимикробной., 1986)....»

«Ермаков Валентин Алексеевич МЕТОДИКА АКТУАЛИЗАЦИИ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ В ХОДЕ МОНИТОРИНГА ИХ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ Специальность: 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2012 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет...»

«ТЮРИНА Марина Михайловна МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ НА ОСНОВЕ МНОГОКАНАЛЬНОГО ПРИЕМНИКА ПОТОКА И СТРУЙНО-КОНВЕКТИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ Специальность 05.11.16 – Информационно-измерительные и управляющие системы (в приборостроении) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань 2012 1 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального...»

«519.85+614.876+621.039.5 E 56 855 3 * 4 5.*, - : # % *+ %$- % ($ ', 31 '0) ' ('0) % #' = > E5. 6*5.* 5,.7* # % *+ %$- % ($ ', 31 '0) ' ('0) % #' > (% ) ' % % %. 83 * 9.,* (' - 1$# %$14 ) '%%% : - + -2'$ 3$% ($ - ' % % %$ -$'. 5. ?$) ' 3 # $ : 249033, 1 B D# $ % & $) - B' +' - %4 -E5. % $*$ % + 1 ' - % 2012 3. (F'0) $ $% 4 # $ % & '' 3 $%, # % %$ ' ($ '.. $ $; 3 ' : ;,,* * +.%$ $& + ''0 -$% # 8 '%$- 13 %- G BRAND ' (' - % ($ - -$'$' M...»

«ПЬЯНОВА Ольга Викторовна ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СУБЪЕКТИВНЫХ БАРЬЕРОВ ОБЩЕНИЯ У ПОДРОСТКОВ 19.00.01– общая психология, психология личности, история психологии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Ставрополь – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ставропольский государственный университет Научный руководитель : доктор психологических наук,...»

«АЛФИМОВА Анастасия Сергеевна МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ЭЛЕМЕНТЫ ДИСКРЕТНОЙ МАТЕМАТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ ЕСТЕСТВЕННО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ОБУЧЕНИЯ Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (математика) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата педагогических наук Москва - 2012 Работа выполнена на кафедре теории и методики обучения математике математического...»

«Чиранова Татьяна Ивановна УПРАВЛЕНИЕ ВНЕШНЕЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОТЕНЦИАЛОМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами – промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Самара – 2012 Работа выполнена в образовательной автономной некоммерческой организации высшего профессионального образования Волжский университет имени В.Н....»

«Мухторов Киромуддин Точиевич КОНСТИТУЦИОННО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ ТАДЖИКИСТАН Специальность: 12.00.02 - конституционное право; муниципальное право АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Москва, Душанбе - 2012 2 Работа выполнена в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова (юридический факультет) и в Таджикском национальном университете (юридический факультет). Научные...»

«МЕЛИХОВА ОКСАНА АНАТОЛЬЕВНА КЛИНИКО-ГОРМОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АНДРОГЕН-ДЕФИЦИТНОГО СОСТОЯНИЯ У ЖЕНЩИН С ВОЗРАСТНЫМ И ХИРУРГИЧЕСКИМ ВЫКЛЮЧЕНИЕМ ФУНКЦИИ ЯИЧНИКОВ 14.01.01 – акушерство и гинекология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва – 2012 2 Работа выполнена в Федеральном бюджетном государственном учреждении Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова Министерства здравоохранения и...»

«Коломин Тимур Александрович ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРНОГО ПЕПТИДА СЕЛАНК НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ В МОЗГЕ И СЕЛЕЗЁНКЕ 03.01.03 – Молекулярная биология Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук Москва – 2012 Работа выполнена в Отделе молекулярных основ генетики человека Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института молекулярной генетики Российской академии наук доктор биологических наук, профессор Научный...»

«ИГНАТОВ СЕРГЕЙ ДМИТРИЕВИЧ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРАКОВ ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ ЦЕПНОГО ТРАНШЕЙНОГО ЭКСКАВАТОРА Специальность 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования (промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск – 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильнодорожная академия (СибАДИ) Научный руководитель : кандидат технических наук, доцент...»

«DRACOCEPHALUM L.) 06.01.01 – 17.04.2012 60 90 1/16. 1,5.. 100. 12/04/11 Dracocephalum L.) ( 8. –.-., 2008. –. 36-39..., 1987;.., 2003)..., 2... Nepeta ( ) Dracocephalum ( )- //. - / 9. –.-., 2008. –. 49-50.,.. 3. Dracocephalum moldavica L.) // -, /.. 15. –.-., 2009. –. 56-60.. 5. - (Dracocephalum L.) (Dracocephalum L.) // Dracocephalum moldavica L.) // Dracocephalum L. // ; /...–.- –., 2007. – C. 3-7. ;.., 9...,..,. – //.. – /.,.. –.-.,...»

«Налгиева Фатима Хамзатовна ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ РЕНТГЕНОЭНДОВАСКУЛЯРНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ КОМБИНИРОВАННОГО ЛЕЧЕНИЯ ОСЛОЖНЕННОГО РАКА ШЕЙКИ МАТКИ 14.01.17 – хирургия 14.01.12 – онкология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Челябинск - 2012 Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Челябинская государственная медицинская академия Министерства...»

«Мельник Алексей Юрьевич Профессиональная и социальная адаптация молодежи в условиях современного рынка труда Специальность 08.00.05 – экономика и управление народным хозяйством (экономика труда) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Москва - 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении Научно-исследовательский институт труда и социального страхования Министерства здравоохранения и социального развития...»

«ОВЧИННИКОВА ЕЛЕНА ВАДИМОВНА ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ (при изготовлении элементов РЭУ) Специальности: 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции; 05.27.01 – Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микрои наноэлектроника на квантовых эффектах (технические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2012 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном...»

«Ильницкая Елена Вячеславовна СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ НОВЫХ БЕЛКОВ РЕСПИРАТОРНОГО ЭПИТЕЛИЯ rSec14p и rYm1olf 02.00.10 – Биоорганическая химия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Москва - 2012 Работа выполнена в лаборатории белков гормональной регуляции Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН доктор химических наук Научный руководитель :...»

«ПУЛИКОВ Петр Георгиевич ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ВЫСШИХ КЛАССОВ НАПРЯЖЕНИЯ Специальность 05.14.12 – Техника высоких напряжений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2011 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет...»

«Цикалов Виталий Сергеевич МАГНИТНЫЕ ТУННЕЛЬНЫЕ ПЕРЕХОДЫ НА ОСНОВЕ МАНГАНИТОВ: МАГНИТОСОПРОТИВЛНИЕ, ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, СВЧ ДЕТЕКТИРОВАНИЕ Специальность 01.04.11 – физика магнитных явлений Автореферат Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Красноярск 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт физики им. Л. В. Киренского Сибирского отделения РАН Научный руководитель : доктор физико-математических наук Волков...»

«Климов Валентин Вячеславович МОДЕЛИ, АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПОИСКА И КОМПОЗИЦИИ ВЕБ-СЕРВИСОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОПИСАНИЙ 05.13.11 – математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Автор: Москва – 2012 Работа выполнена в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ. Научный руководитель : доктор технических наук,...»

«ШЕВЕ Злата Николаевна СОБСТВЕННОСТЬ КАК ПРЕДМЕТ ФИЛОСОФСКОГО ОСМЫСЛЕНИЯ Специальность 09.00.11 - социальная философия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Уфа 2012 Диссертация выполнена на кафедре философии ФГБОУ ВПО Башкирский государственный университет. доктор философских наук, профессор Научный руководитель : Галимов Баязит Сабирьянович доктор философских наук, профессор Официальные оппоненты : Файзуллин Фаниль Саитович кандидат...»

 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.